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储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

不确定直流网络中的最优潮流

Optimal Power Flow in Uncertain DC Networks

作者 Abhiram V. P. Premakumar · Ramtin Madani · Ali Davoudi
期刊 IEEE Transactions on Power Systems
出版日期 2024年6月
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 直流网络 最优潮流问题 不确定负载 仿射控制策略 凸优化问题
语言:

中文摘要

本文研究了负载需求不确定的直流网络中最优潮流问题。该问题为非凸优化问题,且因负载不确定性而更加复杂。本文设计了仿射控制策略,通过功率变换器调节母线电压。利用S-引理、半定规划松弛及惩罚技术,消除了不确定性变量,将原问题转化为确定性凸优化问题以求解仿射策略。所得凸化问题可直接采用标准求解器高效求解。数值实验在改进的IEEE 4、14和30节点系统上验证了所提方法的有效性,并通过4节点系统的控制器/硬件在环实验平台进行了实验验证。

English Abstract

This paper addresses the optimal power flow problem in direct current networks with uncertain load demands. This is a non-convex optimization problem which becomes further complicated due to the presence of uncertain loads. We construct affine control policies using which power converters adjust the bus voltages. Using S –Lemma, semidefinite programming relaxations, and penalization techniques, uncertain variables are eliminated and the problem is cast as a deterministic convex optimization using which the affine policies are calculated. The convexified problem can be readily solved using off-the-shelf solvers. The proposed control policies are numerically verified on modified IEEE 4-, 14-, and 30-bus networks, and experimentally validated using a controller/hardware-in-the-loop setup for the 4-bus network.
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SunView 深度解读

该不确定性直流网络最优潮流技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的仿射控制策略可直接应用于直流母线电压调节,解决储能系统中负载波动导致的功率分配难题。通过半定规划将非凸优化转化为凸优化问题,可显著提升ST储能变流器在光储直流耦合系统中的实时控制性能。该方法对1500V高压直流系统的母线电压稳定控制、多储能单元协调优化具有直接指导意义,可集成至iSolarCloud平台实现预测性功率调度。控制器硬件在环验证方法也为阳光电源储能产品的快速开发测试提供了技术参考。